煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法

摘要

本发明提供了一种煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法。该方法将目前煤矿井下采煤工作面回撤时普遍采用的双巷“梯子型”回撤通道的主回撤通道进行分段单向后退式充填，该过程中要保证主回撤通道、副回撤通道及联络巷的掘进、贯通以及主回撤通道的充填与采煤工作面的正常回采不能相互干扰，充填材料选用煤渣粉煤灰高浓度胶结充填材料，最终，滚筒采煤机切割主回撤通道内的充填体，重新形成主回撤通道，借助副回撤通道、联络巷对采煤工作面设备进行回撤。主回撤通道内的充填体能够对主回撤通道围岩起到较好的支护作用，可以限制岩层移动，减少顶板离层，控制巷道变形，有助于煤矿井下采煤工作面安全、经济、高效回撤。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下采煤作业技术领域，尤其涉及一种煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法。

背景技术

目前，煤矿井下采煤工作面回撤时普遍采用双巷“梯子型”回撤通道，这大大缩短了采煤工作面的回撤时间，实现了采煤工作面的快速回撤，有助于矿井生产的高产高效。但是，在采煤工作面连续推进过程中，采煤工作面主回撤通道即靠近采煤工作面一侧的回撤通道距离采煤工作面较近时会受到由采动引起的超前支承压力的作用，使主回撤通道发生严重变形，主回撤通道顶、底板及两帮大幅移近，有的主回撤通道甚至直接被压垮、压坏，不能正常用于采煤工作面的回撤。

针对上述情况，当前的改进措施为在主回撤通道密集布置高支护强度的液压支架，但随之而来的是支架被压死、支柱被压坏，支架报废的同时巷道变形依然严重。随着采煤工作面距离停采线越来越近，为正常回撤采煤工作面，需要处理被压坏的支架，翻修、维护主回撤通道，从而花费大量的费用，并且由于主回撤通道变形严重，出于安全考虑，很少有施工队伍愿意对主回撤通道进行翻修，进而面临以更大的经济代价来寻找合适的人员对主回撤通道进行翻修；有时为了翻修的简单与及时，有可能在主回撤通道变形不严重的时候就进行翻修，意味着要进行多轮翻修，从而付出更多的经济成本。另外，随着煤矿采深的加大，地应力增大，上述情况会更加严重；如果待采煤工作面推进至指定位置后维修或初次掘进主回撤通道，则会制约采煤工作面的快速回撤，影响矿井生产的高产高效。

因此，面对上述问题，在采煤工作面回撤通道不得不布置的条件下，急需一种技术来解决上述矛盾。

发明内容

本发明的实施例提供了一种煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法，以实现有效保证采煤工作面回撤通道的安全性和实用性的目的。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法，包括：

在靠近停采线的边缘且在回采煤体一侧掘进一条副回撤通道，在与所述副回撤通道相隔一条煤柱的位置，再掘进一条主回撤通道；

在所述主回撤通道与所述副回撤通道之间的煤柱上每隔第一设定距离掘进一条联络巷，所述联络巷贯通所述主回撤通道与所述副回撤通道，在所述主回撤通道贯通工作面运输巷与工作面回风巷时，将所述主回撤通道用充填材料进行充填，利用所述主回撤通道、联络巷和副回撤通道对采煤工作面设备进行回撤。

进一步地，所述的将所述主回撤通道用充填材料进行充填，包括：

将主回撤通道与工作面运输巷贯通的一端进行封堵，在主回撤通道中距封堵端第二设定距离的地方布置第一道充填挡墙，所述第一道充填挡墙与封堵端之间的分段构成第一个待充填分段；

将充填管路布置在所述第一个待充填分段的顶部，利用充填管路对所述第一个待充填分段进行充填材料的输送、充填，当所述第一个待充填分段内的空间被完全充填以后，在主回撤通道中距离所述第一道充填挡墙的上方第二设定距离的地方布置第二道充填挡墙，所述第一道充填挡墙与所述第二道充填挡墙之间的分段构成第二个待充填分段；

将充填管路布置在所述第二个待充填分段的顶部，利用充填管路对所述第二个待充填分段进行充填材料的输送、充填，重复执行上述处理过程，直至整条主回撤通道被完全充填，所有充填材料在所述主回撤通道中形成了充填体。

进一步地，当工作面运输巷、工作面回风巷掘进至预先设定的开切眼位置时，在掘进开切眼的同时要在停采线的边缘掘进采煤工作面的主回撤通道、副回撤通道和联络巷。

进一步地，所述主回撤通道、所述副回撤通道和所述联络巷的掘进贯通完成时间，以及所述主回撤通道的充填完成时间要早于所述采煤工作面的初始推进时间。

进一步地，所述充填材料为煤渣粉煤灰高浓度胶结充填材料。

进一步地，所述煤渣粉煤灰高浓度胶结充填材料中各个成分的质量配比如下：煤渣质量配比为：45％-50％；粉煤灰质量配比为：18％-22％；水泥质量配比为：7％-10％；水质量配比：20％-25％。

进一步地，所述副回撤通道的宽度为4m，所述主回撤通道的宽度为6m，所述联络巷的宽度为4m。

进一步地，所述煤柱的宽度为10m。

进一步地，所述第一设定距离为50m，所述第二设定距离为25m。

进一步地，所述的利用所述主回撤通道、联络巷和副回撤通道对采煤工作面设备进行回撤，包括：

当采煤工作面推进至被完全充填的主回撤通道一侧时，滚筒采煤机切割主回撤通道中的充填体，重新形成主回撤通道，切割的充填体通过刮板输送机运送至所述工作面运输巷，再通过所述工作面运输巷运输出去，利用所述重新形成的主回撤通道、联络巷和副回撤通道对采煤工作面设备进行回撤，。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过将主回撤通道用煤渣粉煤灰高浓度胶结充填材料进行充填，可以限制岩层移动，减少顶板离层，使主回撤通道顶板保持在高位态从而控制巷道变形，滚筒采煤机切割充填体重新形成的主回撤通道围岩变形小，有利于采煤工作面设备的正常回撤，主回撤通道不再需要翻修，避免了翻修过程带来的不安全性，节省了翻修过程中的人力、物力、财力，有效地保证了采煤工作面回撤通道的安全性和实用性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所述的煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法中的主回撤通道充填时的俯视图。

图2是本发明实施例所述的煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法中的主回撤通道充填完成后的俯视图。

图3是本发明实施例所述的煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法中的主回撤通道充填完成后的采煤工作面初始推进图。

图4是本发明实施例所述的煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法中的采煤工作面接近被完全充填的主回撤通道时的主视图。

图5是本发明实施例所述的煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法中的采煤工作面回撤时的俯视图。

图中：1-主回撤通道，2-副回撤通道，3-联络巷，4-工作面运输巷，5-工作面回风巷，6-开切眼，7-采煤工作面，8-停采线，9-充填挡墙，10-充填管路，11-煤柱，12-充填体，13-液压支架，14-滚筒采煤机，15-采空区，16-煤体，17-刮板输送机。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提供了一种煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法。该方法将目前煤矿井下采煤工作面回撤时普遍采用的双巷“梯子型”回撤通道的主回撤通道进行分段单向后退式充填，该过程中要保证主回撤通道、副回撤通道及联络巷的掘进、贯通以及主回撤通道的充填与采煤工作面的正常回采不能相互干扰，充填材料选用煤渣粉煤灰高浓度胶结充填材料。

图1是本发明实施例所述的煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法中的主回撤通道充填时的俯视图，图2是主回撤通道充填完成后的俯视图，图3是主回撤通道充填完成后的采煤工作面初始推进图，图4是采煤工作面接近被完全充填的主回撤通道时的主视图，图5是采煤工作面回撤时的俯视图。图中：1-主回撤通道，2-副回撤通道，3-联络巷，4-工作面运输巷，5-工作面回风巷，6-开切眼，7-采煤工作面，8-停采线，9-充填挡墙，10-充填管路，11-煤柱，12-充填体，13-液压支架，14-滚筒采煤机，15-采空区，16-煤体，17-刮板输送机。

在实际的采煤作业中，停采线8、采煤工作面7和开切眼6，以及工作面运输巷4和工作面回风巷5的高度和长度都是预先设计好的。如图1-图5所示，煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法中的回撤通道的布置方式与各煤矿现有的布置方式一致，在靠近停采线8边缘且在回采煤体16一侧布置一条宽为4m的副回撤通道2，在与副回撤通道2相隔宽为10m煤柱11的位置，再布置一条宽为6m的主回撤通道1，在主回撤通道1与副回撤通道2之间的煤柱11上每隔第一设定距离(比如50m)掘进一条联络巷3，联络巷3贯通主回撤通道1与副回撤通道2，联络巷3宽度为4m，在主回撤通道1贯通工作面运输巷4与工作面回风巷5时，将主回撤通道1用充填材料进行充填。

工作面运输巷4、工作面回风巷5掘进至开切眼6位置时，在掘进开切眼6的同时要掘进主回撤通道1和副回撤通道2，并按双巷掘进的正常次序掘出联络巷3，主回撤通道1、副回撤通道2及联络巷3的掘进、贯通以及主回撤通道1的充填在时间上必须保证不能影响采煤工作面7的正常回采，同样，采煤工作面7的正常推进也不能对主回撤通道1、副回撤通道2及联络巷3的掘进、贯通以及主回撤通道1的充填产生采动影响，即二者不能相互干扰。在实际应用中，为了最大限度保证采煤作业的安全、高效，主回撤通道1、副回撤通道2和联络巷3的掘进贯通完成时间，以及所述主回撤通道1的充填完成时间要早于所述采煤工作面7的初始推进时间。

主回撤通道1贯通后，用充填管路10输送煤渣粉煤灰高浓度胶结充填材料对主回撤通道1进行充填，充填材料充填以后形成的充填体12必须具有一定的强度，对巷道围岩起到较好的支护作用，同时要保证充填体12适合滚筒采煤机14切割，切割下来的充填体12不会成为新的废石。上述煤渣粉煤灰高浓度胶结充填材料的充填材料浓度为75％-80％，其中的各个成分的质量配比如下：煤渣质量配比为：45％-50％；粉煤灰质量配比为：18％-22％；水泥质量配比为：7％-10％；水质量配比：20％-25％。

对主回撤通道1进行充填的过程包括：将主回撤通道1与工作面运输巷4贯通的一端进行封堵，在主回撤通道1中距封堵端第二设定距离(比如25m)的地方布置第一道充填挡墙9，第一道充填挡墙9与封堵端之间的分段构成第一个待充填分段；

将充填管路10布置在第一个待充填分段的顶部，利用充填管路10对第一个待充填分段进行充填材料的输送、充填，当第一个待充填分段内的空间被完全充填以后，在主回撤通道1中距离所述第一道充填挡墙9的上方第二设定距离的地方布置第二道充填挡墙9，第一道充填挡墙9与第二道充填挡墙之间的分段构成第二个待充填分段；

将充填管路10布置在第二个待充填分段的顶部，利用充填管路10对第二个待充填分段进行充填材料的输送、充填，重复执行上述处理过程，直至整条主回撤通道1被完全充填，所用充填材料在主回撤通道中形成了充填体12。

整个充填过程中要始终保证充填体12的接顶，当煤层倾角较大时，可以充分利用煤层倾角来提高接顶效果。

采煤工作面7推进至被充填完全的主回撤通道1一侧时，滚筒采煤机14继续正常切割主回撤通道中的充填体12，重新形成主回撤通道1，重新形成的主回撤通道1通过联络巷3联通副回撤通道2，切割的充填体12通过刮板输送机17运送至工作面运输巷4，再通过工作面运输巷4运输出去，利用重新形成的主回撤通道1、联络巷3和副回撤通道2对采煤工作面7设备进行回撤。

本发明的煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法具体实施时，当工作面运输巷4、工作面回风巷5掘进至预先设定的开切眼6位置时，在掘进开切眼6的同时要在停采线8的边缘掘进采煤工作面7的主回撤通道1、副回撤通道2和联络巷3，待主回撤通道1完全贯通后在主回撤通道1布置充填挡墙9、充填管路10，并以煤渣粉煤灰高浓度胶结充填材料对主回撤通道1进行分段单向后退式充填，充填过程中要保证充填体12的完全接顶，主回撤通道1的充填工作先于采煤工作面7初始推进结束，当采煤工作面7连续推进至被完全充填的主回撤通道1边界时，滚筒采煤机14正常切割主回撤通道1内的充填体12，重新形成主回撤通道1，重新形成的主回撤通道1通过联络巷3联通副回撤通道2，切割的充填体12通过刮板输送机17运送至工作面运输巷4，再通过工作面运输巷4运输出去，利用主回撤通道1、联络巷3和副回撤通道2对采煤工作面7设备进行回撤。

综上所述，本发明实施例将主回撤通道用煤渣粉煤灰高浓度胶结充填材料进行充填，可以限制岩层移动，减少顶板离层，使主回撤通道顶板保持在高位态从而控制巷道变形，滚筒采煤机切割充填体重新形成的主回撤通道围岩变形小，有利于采煤工作面设备的正常回撤，主回撤通道不再需要翻修，避免了翻修所带来的不安全性，节省了翻修过程中的人力、物力、财力，主回撤通道不再需要密集布置用以支撑主回撤通道顶板的高强度支架，节约了支架成本，减少了报废支架的数量，避免了无谓的经济损失，有效地保证了采煤工作面回撤通道的安全性和实用性。

煤渣粉煤灰高浓度胶结充填材料的骨料主要为煤渣、粉煤灰，其本身来自于煤矿，材料成本比较低廉，充填技术比较成熟，容易操作；主回撤通道、副回撤通道和联络巷的掘进贯通完成时间，以及主回撤通道的充填完成时间要早于采煤工作面的初始推进时间，主回撤通道的充填与采煤工作面的推进互不干扰，所以采煤工作面的推进不受该充填回撤技术的制约，有助于实现矿井生产的高产高效，另外，煤矿井下采煤工作面回撤通道充填回撤方法的使用没有特定的适用条件，即适用于煤矿井下所有的采煤工作面，普适性较高。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。